全球十个国家探索部署氢燃料电池列车 2025年前迎来交付高峰

氢能首席观察按：铁路运输脱碳的压力促使人们对氢能及燃料电池技术作为柴油的替代产生了兴趣。随着氢能全产业链成本的快速下降，其将在铁路部门中扮演越来越重要的角色，已有10个国家部署或计划部署氢燃料电池列车，2025年将迎来首个交付高峰。综合来看，包括碳排放、基础设施、监管在内的广泛因素将影响整体部署进程。

（来源：微信公众号“拉瓦锡1787” ID：Hydrogen2050 作者：氢能首席观察员）

近日，美国斯塔德勒公司（Stadler US）与加州圣贝纳迪诺县运输管理局（SBCTA）就美国运营首辆商用氢动力客运火车（Flirt H2）签署协议。这是将零排放客运铁路技术引入美国的一个重要里程碑。

Flirt H2作为Redlands客运铁路项目的一部分，将连接南加铁路雷德兰兹站（Redlands）和圣贝纳迪诺站（San Bernardino），距离9英里。预计将设有108席客座以及宽敞的站立空间，最高速度130 公里/小时。Flirt H2来自瑞士Arrow公司，预计交付时间为2023年，2024年投入运营。后续圣贝纳迪诺县运输管理局将视运营情况追加4列订单。此外，密歇根州立大学铁路研究与教育中心在该项目的技术经济性分析过程中，考虑了未来将服务扩展至大约60英里（将圣贝纳迪诺连接至洛杉矶联合车站）的情况。加利福尼亚州运输局（CalSTA）为该项目提供了全额资助。事实上，美国BNSF铁路公司多年前已开展了多个氢替代燃料的示范项目，并在2008-2009年与美国陆军合作，建造和测试氢动力转换机车。

未来，氢动力列车在全球拥有巨大的发展潜力。当前，铁路网络的很大一部分是仍是由柴油驱动，例如柴油牵引仍占欧洲铁路运输总量的20％左右，尽管许多国家计划在未来十年中增加其铁路网络的电气化比例，但完全电气化不太现实。燃料电池在重型应用(如货运)方面优势明显，没有级联装置的长距离运输和廉价的氢资源可能使其有利可图。如果考虑到与氢燃料电池轻轨和汽车的接驳，基础设施的成本将进一步下降。

与此同时，氢燃料电池列车项目也面临着一系列的挑战，包括成本、融资、氢的监管和跨部门协作，尤其当前绿氢成本较为昂贵。相关项目将面临漫长的申请程序和审批过程，进入列车供应商拥有的基础设施，还可能遇到招标程序的法律问题。当前，除了美国之外，还有九个国家已部署或将要部署氢动力列车。

（出处：Martin Streichfuss和Andreas Schwilling）

德国

德国是全球最早实现氢燃料电池列车商业化运营的国家。

近年来，德国开展了多个氢和电池动力火车的研发项目，最著名的当属CoradiaiLint项目。该项目在德国下萨克森州开发并验证了由法国阿尔斯通制造的用于乘客服务的氢燃料电池火车，最高速度140km/h，运行距离约100公里。目前，2列Coradia iLint示范原型机车已运行超过14万公里，2021年将有14列交付，德国订单累计已达41列。

中国

中国已成功实现商业化燃料电池机车和混合动力机车的研发以及全球首列燃料电池有轨电车的投用。

2019年11月，佛山高明氢燃料电池有轨电车正式投用。首段(虫雷岗站-林岳北站)计划明年6月具备联调联试条件，年底前具备初期运营条件；线路长约6.5km，首期共设车站10座，换乘站1座，车辆基地1座，加氢站1座。列车为三节编组，采用世界领先的100%低地板技术，满载数量为285人，最高速度70km/h，加注一次氢气可持续行驶约100公里。

2016年4月，世界首列商用型燃料电池／超级电容混合动力100％低地板现代有轨电车在中车唐山公司下线。该混合动力有轨电车采用2动1拖3辆编组，最大载客量336人，使用世界最先进的100％低地板技术；一次加氢需15分钟，可持续行驶40公里以上，最高速度70km/h。全线无接触网运营，线路整体建设成本比第三轨和储能式有轨电车节省3,000万元/公里以上。

英国

英国作为全球首个以法律形式明确2050净零排放的国家，正在积极推动铁路领域的减排工作。

2019年1月，阿尔斯通和Eversholt Rail联合发布“Breeze”项目，拟将剩余的321型电动车组转换成氢能源列车。目前，双方已经完成了工程研究，正在开发商业实例和制定具体规划，用于推广氢动力单元装置和相关的基础设施。321型电动车组的改装工程将在阿尔斯通的Widnes工厂中进行，改装后的动车组将从2022开始投入运营。新的列车运营速度为140km/h，列车一次性行驶距离为1,000km。

2019年5月，Vivarail和Arcola Energy宣布了一项开发多单元氢能电池组的合作协议。两家公司希望在2019年底或2020年初在Vivarail的制造工厂开始进行概念车验证测试，并借鉴为Class 230电池版本开发的技术。

日本

东日本铁路公司（JR East）已决定在其十年前实验原型“新能源列车”的基础上研发新一代氢燃料电池列车FV-E991。该原型机将配备燃料电池，锂离子电池以及高压氢罐。其中，两个能够在低至-10°C的温度下运行的180 kW燃料电池电堆将为两个25 kWh锂离子电池供电。氢气将存储在四排碳纤维复合储罐中，每个储罐包含五个51L模块。在最大压力为70 MPa的情况下，运营里程为140 km，最高速度为100 km/h。JR East为此投入了40亿日元，希望在2021年开始在神奈川县路测，2024年前投入商业运行。此前，JR East曾与丰田计划联合探索在铁路和汽车之间建立以氢为基础的移动伙伴关系。

2019年9月，日本铁路技术研究所宣布开始测试一个多单元燃料电池混合动力火车原型，作为下一代的铁路车辆，以减少对环境的影响。该列车中燃料电池输出增加了50%，体积减少20%，最大输出功率90KW；氢储存在4个高压气瓶中，压力为35mpa，容量为180L，运行里程为72公里。新的测试列车有助于未来铁路运营商引入商业化的燃料电池列车。

法国

阿尔斯通是全球拥有氢燃料电池列车商业化订单最多的企业。

2019年，法国国家铁路运营商（SNCF）宣布订购15列氢燃料电池列车以替换柴油列车。SNCF计划在2021年在法国东北、西部和南部启动新型柴电混合动力火车，最终在15年内通过各种替代燃料列车取代全部柴油列车。

荷兰

2019年11月初，阿尔斯通与格罗宁根省，当地运营商Arriva，荷兰铁路基础设施管理方ProRail以及能源集团Engie共同开启荷兰CORADIA iLint测试。该测试位于格罗宁根和吕伐登之间，将以最高140km/h速度持续运营两周左右，为2020年第一季度通车做准备。

韩国

韩国铁路研究院(KRRI)启动了氢燃料电池火车研发项目。

该列车系统动力来自1.2MW的燃料电池堆，燃料电池堆通过DC-DC转换器为电池组提供动力，用于主推进和辅助动力。KRRI的主要目标是一个氢燃料电池列车与混合动力系统。该项目还将开展设备设计和制造、操作，加氢设施规划，氢燃料电池列车认证流程和标准。

2019年6月，现代Rotem与Mabuchi研究所签署了一项谅解备忘录，以开发氢燃料电池电车。原型机车将于2020年完成，最高时速200km/ h。

加拿大

加拿大正在开展多个意图改善铁路运输及其环境影响的项目。

加拿大运输创新中心正在就政府要求的替代燃料进行研究；Metrolinx Hydrail氢燃料电池在铁路客运应用的可行性分析，并就有关风险、规范和标准提出建议；加拿大铁路安全运输集团正在评估氢应用的监管措施。CSA Group正在开发一种氢能铁路应用的标准和规范程序。

俄罗斯

在2019远东经济论坛上，俄罗斯铁路公司、运输机械公司、俄罗斯联邦原子能机构以及萨哈林地区负责人签署了氢燃料电池列车运行协议。其中，氢燃料电池列车由运输机械控股公司负责，所用氢气由俄联邦原子能机构所属单位探索核电制取，而萨哈林地区则提供示范线路基础设施。

罗马尼亚

罗马尼亚环境和运输部正在考虑购买5列Coradia iLint氢燃料电池列车，2020年用于加拉代北火车站至奥托佩尼机场线路。